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CP0132 Testeur de semi-conducteurs


CP0132-on.JPG


Voir ma vidéo de présentation


Vidéo de la version A

Objet

CP0132 est un petit testeur permettant rapidement de tester si les semi-conducteurs courants sont opérationels ou non.
Ce n'est pas vraiment un instrument de mesure même si rien n'empêche d'en faire certainnes à l'aide d'instruments externes.

A la base, j'ai conçu cet appareil principalement dans le but de tester facilement les thyristors et les triacs, mais avec un peu d'attention, on peut aussi tester de nombreux autres types de semi-conducteurs.

CP0132 est principalement destiné à tester des composants de moyenne et forte puissance usuellement rencontrés dans le cadre de dépannage amateur.
Il n'est pas conseillé pour des composants sensibles de faible puissance.

NOTE : CP0132 n'est pas vraiment fait pour déterminer le type de composant qu'il faut connaitre avant.

NOTE : les petits testeurs genre TC1 sont sensés tester les thyristors et les triacs mais le font souvant mal car il ne peuvent fournir un courant de gachette suffisant.

Etant trés équipé en systémes Tektronix TM500, j'ai choisi de le monter dans un tiroir compatible mais ce n'est en rien une obligation.
Tous boitiers avec un transfo 230V/24V (12VA mini)  fera parfaitement l'affaire.
Pour garder une dénomination dans le style Tektro, CP0132 porte aussi la référence TT501.

Caractéristiques principales

Principe de fonctionnement

CP0132 permet de sélectionner différentes résistances en série avec une tension AC de 25V 50Hz ou une tension positive ou négative DC de 35V référencée à la masse.
Une led rouge permet d'indiquer le passage d'un courant positif > à 15mA et une verte pour son opposé négatif.

De plus, une sortie "gate" permet aussi via un potentiométre de 10K de faire passer un courant d'environ 1 à 100mA, courant étant lui même AC, DC positif ou négatif.
En l'abscence de charge sur la gate, la tension ne peut dépasser 14 V environ.

En combinant ces différents réglages, il est possible de tester de nombreux types de semi-conducteurs courants.

Mode d’emploi

ATTENTION :
Selon le type de semi-conducteurs testé et les réglages de CP0132, il peut dans certains cas y avoir des configurations pouvant envoyer le composant testé au paradis des siliconnés :)
Déjà, la tension de test de charge est fixe d'environs 35V max. il est donc IMPOSSIBLE de tester des semi-conducteurs de supportant pas de telle tension.
C'est assez rare, surtout pour des composants de moyenne et forte puissance mais il est impératif de le vérifier dans le datasheet.
De même, les courants en jeux peuvent excéder les valeurs max adminissibles et là encore il convient de bien vérifier ce qu'il est possible de faire avant.

Il convient donc d'être attentif lors de l'utilisation, le risque n'étant pas pour l'utilisateur ni CP0132 mais pour le composant testé.
J'ai fait ici un petit mode d'emploi selon le type de composants testé que je vous conseille de suivre si vous ne matrisiez pas bien le fonctionement et les risques.

Dans tous les cas :

  1. Mettre les réglages selon la liste suivante :
    1. Load On/Off sur Off
    2. Gate Cmd sur Off
    3. Réglage courant gate au mini
    4. Réglage courant load sur 20mA
  2. Identifier le composant à tester et avoir son datasheet à porté de main
  3. Repérer les broches de celui-çi
Note dans ce mode d'emploi, le terme Led indique les leds Rouge Load activ + ET la led Verte Load activ-
les autres led ne sont là que pour indication et ne sont pas mentionnées.

Test des diodes

  1. Vérifier dans le data sheet la tension inverse max de la diode
  2. Si elle est <40V, ne pas utiliser CP0132 tester avec un multimètre
  3. Vérifier dans le data sheet le courant direct  max de la diode
  4. Mettre le réglage du courant de charge à la valeur immédiatement inférieure au max
  5. Mettre K1 (Load polarity) sur AC
  6. Brancher l'anode et la cathode sur les bornes correspondantes
  7. Mettre Load On/Off sur On
  8. La led Rouge doit s'allumer franchement
  9. La led Verte doit être completement éteinte
  10. Si c'est le cas la diode est OK
  11. Si rien ne s'allume, la diode est coupée
  12. Si les 2 leds s'allument, la diode est en court-circuit

Test des diodes zener

Si la tension de zener est >35V, tester comme une diode normale.
Sinon, les 2 leds doivent s'allumer (Attention le courant max est fonction de la puissance de zener, dans le doute mettre 20mA)
Pour vérifier que la zener n'est PAS en court-circuit, utiliser un multimétre en mode test diode, elle ne doit afficher une tension que dans un sens.

Test des diacs

La plupars des diacs ont une tension de déclenchement de 33V environs.
 Pour les tester :
  1. Mettre le réglage du courant de charge sur 50mA
  2. Mettre K1 (Load polarity) sur AC
  3. Brancher le diac entre les bornes anode et cathode (pas de sens particulier)
  4. Mettre Load On/Off sur On
  5. La led Rouge ET la led Verte doivent s'allumer faiblement
  6. Sinon le Diac est coupé (ou si une seule diode s'allume, il est à moitié mort)
  7. Si une des leds ou les deux s'allument franchement, le diac peut être court circuit uni ou bi directionel.
  8. Pour vérifer que le diac n'est pas en court-circuit, utiliser un multimétre en mode test diode, il doit afficher aucune tension dans les 2 sens
  9. Si c'est le cas le diac est probablement ok.

Test des thyristors

  1. Vérifier dans le data sheet la tension inverse max
  2. Si elle est <40V, ne pas utiliser CP0132
  3. Vérifier dans le data sheet le courant direct  max
  4. Mettre le réglage du courant de charge à la valeur immédiatement inférieure au max
  5. Mettre K1 (Load polarity) sur AC
  6. Mettre K2 (Gate polarity) sur AC+
  7. Brancher la Gachette sur gate et l'anode et la cathode sur les bornes correspondantes
  8. Mettre Load On/Off sur On
  9. Aucune led ne doit s'allumer, sinon le thyristor est HS
  10. Mettre Gate cmd sur On
  11. Si nécessaire, augmenter avec précaution le courant de gate jusqu'a ce que seule la led rouge s'allume franchement. (Ne pas aller au delà)
  12. Si rien ne s'allume, il est soit HS ou c'est un modéle necessistant plus de 100mA de courant gachette (rare en amateur )

Test des triacs

  1. Vérifier dans le data sheet la tension  max
  2. Si elle est <40V, ne pas utiliser CP0132
  3. Vérifier dans le data sheet le courant direct  max
  4. Mettre le réglage du courant de charge à la valeur immédiatement inférieure au max
  5. Mettre K1 (Load polarity) sur AC
  6. Mettre K2 (Gate polarity) sur AC
  7. Brancher la Gachette sur gate et A1 à la masse et A2 sur la sortie anode
  8. Mettre Load On/Off sur On
  9. Aucune led ne doit s'allumer, sinon le triac est HS
  10. Mettre Gate cmd sur On
  11. Si nécessaire, augmenter avec précaution le courant de gate jusqu'a ce que les 2 leds s'allument franchement. (Ne pas aller au delà)
  12. Si rien ne s'allume ou seule une led, il est soit HS ou c'est un modéle necessistant plus de 100mA de courant gachette (rare en amateur )

Test des transistors et darlington

  1. Vérifier dans le data sheet la tension  Vce max
  2. Si elle est <40V, ne pas utiliser CP0132
  3. Vérifier dans le data sheet le courant Ic  max
  4. Mettre le réglage du courant de charge à la valeur immédiatement inférieure au max
  5. Mettre K1 (Load polarity) sur DC+ si NPN ou DC- si PNP
  6. Mettre K2 (Gate polarity) sur DC+ si NPN ou DC- si PNP
  7. Brancher la base sur gate, l'émetteur à la masse et le collecteur sur la sortie anode
  8. Mettre Load On/Off sur On
  9. Aucune led ne doit s'allumer, sinon le transistor est HS
  10. Mettre Gate cmd sur On
  11. Si nécessaire, augmenter avec précaution le courant de gate jusqu'a ce que la led rouge (si NPN) ou verte (Si PNP)  s'allume franchement (Ne pas aller au delà) 
  12. Si rien ne s'allume, il est soit HS ou c'est un modéle necessistant plus de 100mA de courant de base (rare en amateur )
ATTENTION : lors de l'étape 11, le transistor peut  passer par sa zone linéaire s'il a un gain assez faible, la led va s'illuminer plus ou moins faiblement.
Eviter de rester longtemps dans cette état et tourner un peu plus pour avoir un allumage franc, sinon le transistor peut chauffer beaucoup (voir trop et en mourrir ! )

Test des MOSFET et IGBT

  1. Vérifier dans le data sheet la tension  Vds  max
  2. Si elle est <40V, ne pas utiliser CP0132
  3. Vérifier dans le data sheet le courant Id  max
  4. Mettre le réglage du courant de charge à la valeur immédiatement inférieure au max
  5. Mettre K1 (Load polarity) sur DC+ si canal N ou DC- si Canal P
  6. Mettre K2 (Gate polarity) sur DC+ si canal N ou DC- si Canal P
  7. Brancher la grille sur gate, la source à la masse et le drain sur la sortie anode
  8. Mettre Load On/Off sur On
  9. Aucune led ne doit s'allumer, sinon le transistor est HS
  10. Mettre Gate cmd sur On
  11. La led rouge (si N) ou verte (Si P)  doit s'allumer franchement
  12. Si rien ne s'allume, il est HS
  13. Si on veut tester la diode parasite DS, mettre  Gate cmd sur Off et inverser la tension de charge, la LED Verte (N) ou rouge (P) doit s'allume

Note : Utilisation pour test "En-circuit" (Sans dessouder les composants testés)
CP0132 n'est pas du tout conçu pour cela, et même si dans certains cas une telle utilisation est possible, elles risque souvent de donner de faux résultats voir aussi d'endommager le circuit testé.
Aussi, à moins que vous ne maîtrisez partaitement la topologie du circuit testé et les conséquences d'un test en circuit avec CP0132, je déconseille fortement cette pratique.

ATTENTION : En fin de course (dernier 2% de la course environs), P1 peut être amené à dissiper une puissance assez importante qui peut être domageable à certains modéles.
Il est conseillé d'éviter de rester longtemps dans cette position.

Schéma du biniou

CP0132.jpg

Version améliorée CP0132-A


Suite aux suggestions d'amélioration d'Adrien D. que je remercie au passage,  j'ai fait cette version améliorée, qui apporte :

- Supression des 2 diodes inutiles en série avec les LED 4 et 5
- Arrangement différents des résistances de charge permettant des modéles moins puissant et l'utilisation d'un commutateur court-circuitant ou non.
- Protection du montage en cas de court-circuit Anode-Gate


CP0132-A.jpg



Le schéma au format Splan spl8

La face avant au format Front Designer

Le PCB qui va bien

Un grand merci à Yann L. qui a conçu un PCB pour CP0132 Version A et le met à disposition.

PCB%20CP0132-A.JPG

Gerbers téléchargeables ICI

Points importants

Modifications possibles

Il est bien sûr possible de modifier CP0132 de bien des manières, voici quelques points ;

Réalisation

Comme indiqué, j'ai monté le biniou dans un tiroir d'oscillo Tektro 5000 démonté et dont j'ai récupéré la carcasse et la contre-face.

J'ai dessiné la face avant avec l'excellent programme d'Abacom Front Designer
Il m'a fournis toutes les coordonnées des trous que j'ai percé avec ma perceuse-fraiseuse BF320, la DRO a bien sûr bien aidée :)

UsiFav.JPG

Voilà, j'ai aussi découpé la contre-face Tektro avec un fraise scie montée sur la Dremel
Notez  les trous pour les ergots de blocage de certains commutateurs.
De même, le trou du potar est "Ovalisé" pour qu'il ne puisse tourner sur lui-même.

FacPer.JPG

J'ai imprimé la face avant sur du papier photo, l'ai plastifié pour la protéger pui je l'ai temporairement fixée sur la face avec 4 vis.
Puis, avec un scalpel à lame fine, j'ai découpé toutes les ouvertures.

FacPrint.JPG

Et voilà le travail, bon, j'ai eu un petit pb de décalage horizontal mais ça le fait quand même.

FacOk.JPG

J'ai du mêttre un peu de colle chaude pour bloquer les leds.
Et j'ai attaqué le câblage...


FacCabEnc.jpg

Voilà, c'est fini, j'ai mis des fils longs avec des étiquettes, ils seront soudés sur le PCB.
J'ai bien vérifié, une fois monté, faiere des modifs serait galère !

FacCabOk.JPG


Comme ce montage peut chauffer, j'ai percé quelques trous de ventilation...
La fonctions spéciale pour faire des séries de trous alignés de ma DRO m'a bien servie !

Holes.JPG

Je fais trés rarement des circuits imprimés car c'est pour moi une perte de temps pour des protos uniques.
Ici utiliser de la protoboard ne me semblait pas indiqué, beaucoup de gros composants.
Je suis donc parti sur une solution "Manhattan Style", je l'utilise souvent en HF mais ici, ça ira trés bien aussi.
J'ai donc découpé un PCB epoxy double-face qui fera plan de masse.
Puis j'ai découpé des petits ilots isolant avec ma Profiform

J'en ai aussi fait des ronds avec l'emporte pièce que je vous avez montré dans un QDN.

Il faut bien sûr bien décaper les cuivres avec de la laine d'acier 000 suivi d'un nettoyage à l'acétone (Du vrai, pas la merde écolo sensé le remplacer et qui ne nettoie  rien !! )

Ensuite, il suffit de coller ces ilots avec de la cyano et de souder les composants.


PcbNak.JPG

Et voilà, j'aime bien :)
On peut voir que j'ai puisé dans mes vieuw stock pour les résistances de puissances, autant les utiliser, elles fonctionnent très bien.

PCBOK.JPG


Reste à lui fixer le connecteur de fond de pannier TM500 qui va bien et quelques tiraps pour attacher les fils.
Et bien sûr les étiquettes qui vont bien :)

PcbFinal.JPG

Et voilà le travail, CP0132 est terminé !
J'ai fixé les capas qui bougeaient un peu.


inside.JPG

Il ne reste plus qu'à tester !
Tests qui ont validé le concept, j'ai maintenant un tiroir de test idéal pour les thyristors, triacs et plus si affinité :)

Done.JPG



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